精确制导武器景象匹配算法方案研究

分析了景象匹配制导匹配算法选取的基本思路及常见两类匹配处的优缺点，提出了采用一定的控制策略以提高匹配效率的思想，并给出了几种匹配控制策略的设计思路。最后，分析了匹配算法实际应用的几个关键技术问题。     

基于BP神经网络的景象匹配算法研究

基于BP神经网络方法对景象匹配算法进行研究，以实现导弹武器系统匹配概率的提高和定位精度的改进。讨论了BP神经网络及图像的灰度不变矩和边缘不变矩，并把灰度不变矩和边缘不变矩同时作为匹配特征应用于本文BP神经网络景象匹配中。算法分析表明该算法具有很高的匹配效率。     

影响光学景象匹配制导性能因素分析

光学景象匹配制导已经成功应用于巡航导弹或其它精确制导武器的末制导，大大提高武器系统的打击精度和突防能力，本文根据景象区配制导的基本原理，对影响其制导性能的主要因素进行了分析。根据基准图与实时图的各种干扰，建立了相应的误差模型，给出了解决方案。     

巡航导弹景象匹配算法适应性研究

针对景象匹配制导的需求，研究了去均值归一化、基于直方图拉伸和基于局部平滑相关匹配算法，分析了算法的适应性、计算量和实时性等，比较了每种算法的优缺点。结合巡航导弹的使用，讨论了影响匹配结果的一些基本的、可能的因素，主要是环境因素。用三种分辨率的图像作了大量的实验．针对这些算法的匹配概率及地物适应性等方面进行了编程验证和综合分析，给出了有关结论。     

精确制导武器虚拟样机技术研究

精确制导武器虚拟样机技术是进行精确制导武器研究的一项关键技术。本文充分考虑到建立一体化、通用化的虚拟样机系统支撑平台的需要,选取景象匹配技术作为精确制导技术的研究对象。研究过程中重点讨论了虚拟样机系统的组成、方案及算法分析、算法仿真试验、试验结果分析、系统集成等问题。其中,精确制导算法仿真的试验结果揭示了典型匹配算法的抗干扰能力和各种主要因素对匹配结果的影响规律,与理论分析一致;系统集成过程中详细分析了控制流、数据流与系统集成的组织过程和方法;最后对整个精确制导武器虚拟样机系统的研制工作进行了总结。     

光学景象匹配基准图的滤波方法研究

对光学景象匹配制导的实时图与基准图的特点进行了对比，分析了前人提出的实时图常用的滤波方法，认为这些方法并不完全适用于基准图的波波处理。然后根据基准图的特点提出了和同态滤波及最小方差滤波的两步法对基闪图进行滤波，这一方法特别适用于因薄云覆盖而引入的低频噪声的处理，并同时兼顾了图像的增强与恢复。通过实验证明，该方法效果良好，对于光学景象匹配基准图的预处理具有一定的实用价值。     

微型导弹捷联光学制导信息提取方法研究

微型导弹体积小、成本低、精度高,可用于近距离攻击低小慢目标和地面人员车辆,采用捷联可见光导引头制导是比较合理的方案,因此高精度捷联制导信息的提取成为关键.为获取更高精度的制导信息,需要改进提取方法.匹配滤波理论是在考虑传感器不同的动力学特性情况下的一种信息融合方法,依据传感器动态特性进行信息匹配的方法提高制导信息提取精度.首先建立捷联光学成像导引头及其在制导控制系统中的简化模型,依据导引头上各种传感器主要指标,及匹配滤波的原则,推导出相位匹配器.最后,对匹配后的系统提取制导信息,并参与制导系统半实物测试,对比传统惯性滤波器与相位匹配滤波器的效果.结果说明在相位匹配滤波的提取方法获得的视线角速率精度比传统惯性滤波提取方法提高了1倍.     

基于固体火箭发动机耗尽关机的混合轨道自适应制导方案研究

针对固体火箭发动机在指令关机后存在量级小但顽固的后效冲量及推力偏差大等问题,提出了将速度增益制导(VIC)、末速匹配修正二者结合的混合轨道自适应制导方案。通过Lambert定理给出了VIC方案中需要速度的计算模型,并采用非线性的推力矢量控制(TVC)方法分析了增益速度的导引算法。为了克服固体发动机关机后仍存在量级小但顽固的后效冲量问题,并更有效地实施机动变轨,通过预测推进剂的剩余能量,并结合VIC的计算模型,建立了以增益速度匹配当前固体推进剂耗尽时产生的可能速度增量、并直至发动机自然耗尽的末速匹配修正方案。初步仿真结果表明,该制导方案具有更大的可伸缩性和广泛用途。     

用于飞行器导航的边缘匹配方法研究

地图匹配制导由于具有良好的自主性而成为飞行器导航的一种重要方式。本文首先从飞行器导航的应用出发，对于可用于地图匹配制导的匹配方法的特点进行了分析；然后，提出了一种基于二值边缘新的匹配度量，并给出了基于距离变换的边缘二值图像匹配方法；通过采用航片与卫片、可见光图像与合成孔径雷达图像等所进行的大量实验，结果表明本文所提出的方法比常用的平均绝对算法和归一化互相关算法速度更快、匹配定位精度更高     

一种地磁匹配制导适配性特征参数选取方法

为了评价地磁场特征参数对适配性的影响程度,达到选取重要特征参数目的,提出了一种基于粗糙集理论的地磁匹配制导适配性特征参数选取方法.通过分析粗糙集理论的基本原理,确定了特征参数选取的试验步骤;选取了适配性评价中具有代表性的6种特征参数作为条件属性集,在选定的28块区域基于积相关算法(PROD)进行了匹配仿真试验,选取匹配概率作为决策属性集,针对粗糙集理论只使用于离散数据的特点,分别对条件属性集和决策属性集进行了离散化处理;然后根据确定的试验步骤,对选定区域进行了特征参数选取试验,得到了约简特征参数集合,通过数据分析发现:提出的特征参数选取方法在不需要任何先验信息的情况下提取了约简特征参数集合,有效地排除了冗余信息的干扰,达到了选取重要特征参数的目的.     

景象匹配辅助导航系统中的精确图象匹配算法研究

景象匹配辅助导航系统需要在获取飞行器位置偏差的同时获取飞行器相对预定航迹的航向偏差，即获取实测图相对于参考图之间的旋转变换参数。为此，将最小二乘原理引入景象匹配辅助导航系统以获取图象匹配时的旋转变换参数。由于最小二乘原理只能用于一一对应点集的匹配，为此，在给出实时确定图象特征点集一一对应关系方法的基础上引入了最小二乘原理以计算该图象一一对应点集之间的最优相似变换参数，从而构成了应用于景象匹配辅助导航系统的精确图象匹配算法。仿真结果表明，本文研究的精确图象匹配算法在对50个一一对应点对匹配时可以在0．1秒以内完成，且相似参数计算准确，满足了景象匹配辅助导航系统对图象匹配算法准确性和实时性的性能要求。     

连续景象匹配的后处理算法

下视景象匹配是各类巡航飞行器实现导航误差修正的关键技术。由于基准图和实时图存在差异，配准点往往落在相关阵的次峰上，导致匹配的失败。提出了N帧连续景象匹配决策的图论算法。该算法利用单帧匹配后形成的相关阵中的主次峰信息以及惯导的位移信息，进行多帧景象匹配的一致性决策。由于引入了相关阵中的次峰信息并结合惯导位移的一致性判断，使得匹配算法能有效剔除误匹配点，从而提高算法的鲁棒性和匹配概率。     

基于SAR景象不变特征点的匹配定位技术研究

针对精确制导领域中的SAR景象匹配定位技术中由于实时图与基准图可能存在形变、分辨率不一致,图像旋转及雷达视角变化及噪声的影响下差异较大情况时直接利用基于灰度的规则正交二维信息匹配算法适应性差的问题,将不变特征点匹配方法(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)应用到SAR景象匹配中,通过仿真实验取得了满意的效果,试验结果表明SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性,对视角变化、噪声也保持一定程度的稳定性,对提高匹配概率和对不同图像的适应性,降低应用风险具有借鉴意义。     

一种基于距离变换的图象匹配方法

如何对于不同成像条件下的图象进行匹配是采用传统方法难以解决的一个难题。本文将距离变换引入图象匹配中，提出抗几何失真和边缘变化的边缘特征匹配准则，推导出它的快速匹配算法。大量实验表明，这种方法有效地克服了几何失真、边缘变化的影响，而且具有抗灰度反转的能力，可以广泛应用于不同成像条件下获取图象间的匹配     

基于边缘信息的SAR与可见光景像匹配算法

SAR(合成孔径雷达 )与可见光图像由于成像机理的不同 ,直接进行基于图像灰度信息的匹配定位很难达到实际应用的要求。边缘是图像最基本的特征之一 ,文中提出一种基于边缘信息的 SAR与可见光景象匹配算法。该算法针对 SAR与可见光图像的特点 ,利用小波变换结合模糊中值加权滤波 ,取得有效的边缘信息 ,利用图像的边缘特征结合相关峰值特性分析的后处理方法进行匹配 ,并采用多分辨率分级搜索技术减少计算量。实验证明本算法匹配精度高 ,稳定性好     

基于YOLO智能网络的红外弱小多目标检测技术

复杂背景下的红外弱小多目标检测是红外目标检测的难点,现有算法的稳健性难以满足实际弹载应用需求。针对弹载环境下的红外场景图像开展了基于典型深度学习网络模型的目标检测应用研究,提出一种基于YOLO(you only look once)网络的智能目标检测方法,通过高维特征学习表征和推理实现红外弱小多目标检测。采用传统的模板匹配算法和YOLO深度学习算法进行识别性能对比分析,验证了YOLO网络在红外弱小多目标检测方面的良好性能。实验结果表明:YOLO算法的检测概率可达92.2%,平均检测精度为0.844,与传统的模板匹配方法相比,YOLO具有明显的优势。     

惯性组合导航系统中的快速景象匹配算法研究

在景象匹配辅助导航中,特征点的选取是提高图像匹配速度、精度和鲁棒性的关键之 一。景象匹配中要求提取出的特征是那些可靠性高、辨别性强、计算量小的不变特征。提出 了基于SIFT特征的导航用快速景象匹配算法。算法首先针对惯性组合导航的工作特点, 对SIFT特征点检测及特征点匹配进行了优化设计,然后用RANSAC方法过滤掉错误匹配点,最 后,进行最小二乘精确匹配算法获取航向和位置偏差信息。实验分析了算法对不同分辨率图 像和不同区域的匹配适应性,抗噪声性能,匹配精度以及实时性,并与基于部分Hausdorff 距离的边缘特征景象匹配算法进行了对比。实验结果表明,算法的性能优越,在匹配速度、 精度和鲁棒性方面都优于部分Hausdorff距离算法,可以满足景象匹配导航系统匹配修正的 高性能要求。
     

月面着陆多尺度边缘光流特征提取与跟踪方法

针对月面着陆器动力下降过程中,基于描述子的传统视觉特征提取和跟踪方法耗时长、误匹配率高等问题,提出一种采用边缘光流的多尺度特征提取与跟踪方法。首先通过构建序列图像金字塔和应用多级掩膜提取方法,改善了图像平面上特征点分布的均匀性;在此基础上,利用边缘直方图灰度差平方和(SSGD)滑窗搜索算法,将光流计算由二维迭代简化为一维匹配,大幅缩短了算法耗时;进一步利用多尺度边缘直方图迭代搜索算法在改善大尺度运动下特征跟踪鲁棒性的同时,将光流计算精度拓展至亚像素级。仿真结果表明,本方法计算耗时不超过描述子方法的50%,非大尺度运动下具有更高的稳定跟踪特征点数目,大尺度运动下相比描述子方法下降不超过15%,在跟踪效率和稳定性方面取得了较好的平衡。     

一种实用的景象匹配区选择方法

从分析影响配准概率和定位精度的景象匹配区的景象信息量、稳定性和重复模式等各项特征参数出发，研究了一种简洁实用的匹配区选择方法，并给出了快速算法。仿真试验结果表明，该方法的选择速度及所选匹配区配准概率和定位精度都能令人满意。     

数字式景象匹配区域相关器在“战斧”巡航导弹上的应用

“战斧”巡航导弹是美国七十年代初研制的一种新型的先进的低价巡航导弹。它具有多种发射方式、弹道可变、隐蔽性好、突防能力强的特性,加之采用了地形匹配系统和数字景象相关器,使其命中精度明显地提高。本文介绍了“战斧”巡航导弹采用的数字式景象匹配区域相关器的组成和工作原理。